第十二讲光学原子物理学.doc

第十一讲 光学 原子物理学 一、光的直线传播 1、光在同一均匀介质中是沿直线传播的。 光在真空中传播速度为：C=3×108m/s 日食，月食，影子，小孔成像说明光的直线传播 二、光的反射 1、光的反射定律 光射到两种介质的界面上时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。 2、在光的反射中，光路是可逆的。 三、光的折射 1、光从一种介质进入另一种介质时，光的传播方向发生改变的现象，叫光的折射 2、光的折射定律 ⑴内容： 折射光线和入射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角正弦和折射角正弦的比值为一定值． ⑵公式：光从真空进入介质中 3、折射率 4、在光的折射现象中，光路是可逆的 四、全反射 光从光密介质进入光疏介质时，光全部反射回原来介质中的现象，叫光的全反射 1、产生全反射的条件：⑴光由光密介质进入光疏介质 ⑵入射角大于临界角 2、临界角：光从光密介质中射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫临界角。 3、应用 （1）水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮 （2）光导纤维 （3）全反射棱镜 五、棱镜 1、棱镜对光线的作用 光线经棱镜二次反射后向底边偏折，折射率ｎ越大，偏折角θ越大 3、棱镜对光路的控制－全反射棱镜 4、光的色散 白光经过三棱镜后分成七色光：从上到下依次是： 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 说明紫光在同一种介质中的折射率最大，速度最小。 生活中的现像：雨后的彩虹 光本性 一、光的干涉 1、条件：两列频率相同的光波叠加。 2、双缝干涉——托马斯.杨 （1）实验装置图 （2）实验现象： ①同种单色光：屏上出现明暗相间条纹，条纹间距相等，中央为亮纹 ②不同种单色光：相邻亮纹（或相邻暗纹）间距相等，红光的大，紫光的小。 ③白光：屏上出现明暗相间的彩色条纹，中央为白色亮纹。 注：实验中其他条件不变时，条纹的间距与波长成正比。 3、薄膜干涉及光的干涉的应用 （1）薄膜干涉：光照到薄膜，出现明暗相间的条纹 用白光照射时，不同厚度处会出现不同色光的亮纹，形成彩色的干涉条纹。 日常生活现象：彩色的肥皂泡，马路上彩色的油膜 （2）应用 ①干涉法检查平面 二、光的衍射 1、条件：障碍物或小孔的尺寸比光的波长小或跟光的波长相差不多。 2、衍射条纹明暗相间，但条纹宽度不相等（中间的宽些） 单色光：红光的宽度要比紫光的宽度大 白光：彩色条纹。 3、圆孔衍射,轮廓模糊,泊松亮斑 三、光的电磁说 1、学说由麦克斯韦提出：光是一种电磁波。赫兹证实 2、电磁波谱 波长λ减小 频率f增大 无线电波 微波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 3、各种电磁波的产要作用 (1)红外线：热作用。一切物体都能发出红外线。红外线遥感 (2)紫外线：化学作用（荧光作用）。一切高温物体发出的光都有紫外线。 (3)伦琴射线：透视 (4)γ射线：穿透能力极强。探测金属内部缺陷。 四、光电效应 1、光电效应：金属中的电子在光的照射下从金属表面发射出来的现象。 2、每种金属都存在发生光电效应的极限频率。 3、光子说 ——爱因斯坦 光子的能量只与光的频率v有关： E=hν 五、光的波粒二象性 1、大量光子的行为表现为波动性，个别光子的行为表现为粒子性。 原子物理学： 一.原子的核式结构 1．汤姆生发现了电子 2．卢瑟福的α粒子散射实验 （1）实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进（不发生偏转）,少数α粒子穿过金箔后发生较大偏转． （2）原子核式结构——卢瑟福提出 ①原子中心有一个很小的核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核高速旋转 二、玻尔原子模型: 1．玻尔原子理论的三点假设 (1)定态假设：原子处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中的原子是稳定的，这些状态叫定态． (2)能级跃迁：原子从一状态跃迁到另一状态，要辐射(或吸收)一定频率的光子， 即 hν=E初－E末． 能级的概念：原子的各个定态的能量值,称为原子的能级． 二.天然放射现象 1、天然放射现象，由贝克勒耳发现．使人们认识到原子核具有复杂结构． 2、三种射线的本质和特性: (1)α射线本质：氦核,带正电 (2)β射线本质：是高速的电子流,带负电. (3)γ射线本质：是能量很高的电磁波,不带电 3．衰变规律: α衰变: (质量数减4,电荷数减2) β衰变: (质量数不变,电荷数加1) (2)衰变方程:质量数和电荷数都守恒的 三、核能： 1.爱因斯坦的质能方程：E＝mc2 质量亏损为Δm时，ΔE＝Δm